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JP2008160130A - Optoelectronic device including a diffraction grating with a lateral structure - Google Patents

Optoelectronic device including a diffraction grating with a lateral structure Download PDF

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JP2008160130A
JP2008160130A JP2007330186A JP2007330186A JP2008160130A JP 2008160130 A JP2008160130 A JP 2008160130A JP 2007330186 A JP2007330186 A JP 2007330186A JP 2007330186 A JP2007330186 A JP 2007330186A JP 2008160130 A JP2008160130 A JP 2008160130A
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JP
Japan
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layer
grating
optoelectronic device
waveguide
stripe
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JP2007330186A
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Alain Accard
アラン、アカール
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Thales SA
Alcatel Lucent SAS
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Abstract

【課題】光電子素子の性能を改善すること、またはBRS構造に優先的に統合されるだけでなく、他の任意のタイプのストライプ構造にも適した新規のタイプの格子によって、新規の機能性を得る。
【解決手段】光電子デバイスは、少なくとも1つの埋め込み導波路と、機構を含む細長いストライプ形状の、格子層と呼ばれる層とを含むストライプ構造であって、各機構がほぼ矩形形状を有し、機構の長さが格子層のストライプの長さ方向にほぼ直角であり、前記層が導波路を伝搬する光波との光結合を提供するように配置され、特定の機構の長さが導波路の幅より実質的に小さいストライプ構造である。
【選択図】図4
Novel functionality is provided by a new type of grating that is not only preferentially integrated into a BRS structure, but also suitable for any other type of stripe structure, to improve the performance of optoelectronic devices. obtain.
An optoelectronic device has a stripe structure including at least one embedded waveguide and an elongated stripe-shaped layer including a mechanism, a layer called a lattice layer, each mechanism having a substantially rectangular shape, The length is approximately perpendicular to the length of the stripe of the grating layer, the layer is arranged to provide optical coupling with the light wave propagating in the waveguide, and the length of the particular mechanism is greater than the width of the waveguide The stripe structure is substantially small.
[Selection] Figure 4

Description

本発明の分野は光電子素子の分野である。本発明は、多くの構造に適用可能であり、かつ適している。本発明は、特に、いわゆるBRS構造に適用される。   The field of the invention is that of optoelectronic devices. The present invention is applicable and suitable for many structures. The invention applies in particular to so-called BRS structures.

多くの光電子素子が、BRS(埋め込みリッジストライプ(Buried Ridge Stripe)の頭字語)と呼ばれる技術を始めとする様々な技術で作製されているが、このBRSは、光電子素子が、埋め込みストライプとして知られている構造を有し、単一モード導波路に沿って、利得結合またはインデックス結合回折格子を組み込んでいることを意味する。特に、DFB(分布帰還型)レーザと呼ばれるレーザ、DBR(分布ブラッグ反射器)呼ばれる分布ブラッグ格子素子、SOA(半導体光増幅器)と呼ばれる光増幅器、および光学フィルタの名前を挙げてもよい。   Many optoelectronic devices have been made with various technologies, including a technology called BRS (acronym for Buried Ridge Stripe), which is known as an embedded stripe. Means incorporating a gain-coupled or index-coupled diffraction grating along the single-mode waveguide. In particular, the names of a laser called DFB (distributed feedback) laser, a distributed Bragg grating element called DBR (distributed Bragg reflector), an optical amplifier called SOA (semiconductor optical amplifier), and an optical filter may be mentioned.

このタイプの素子は、1、2および3で示した3つの主なる大まかなステップを含む方法によって一般に作製されるが、これらのステップを図1に示す。一般に、これらの素子のサイズゆえに、これらの多数が、同時に作製される。したがって、図1は、3つの素子の作製を示す。図は、上面図および断面図で素子を示すが、断面は、垂直の点線および2つの水平な直線の矢印によって従来通りに示された切断面である。   This type of device is generally made by a method that includes the three main rough steps shown at 1, 2 and 3, which are shown in FIG. In general, because of the size of these elements, many of these are made simultaneously. Thus, FIG. 1 shows the fabrication of three elements. The figure shows the element in top and cross-sectional views, where the cross-section is a cut plane conventionally indicated by a vertical dotted line and two horizontal straight arrows.

第1のステップにおいて、将来の単一モード光導波路を構成する層2が、基板1に作製される。次に、この第1の層は第2の層3で覆われるが、この層3は、ひとたびエッチングされるとブラッグ格子4を構成する。   In the first step, the layer 2 constituting the future single-mode optical waveguide is produced on the substrate 1. This first layer is then covered with a second layer 3, which constitutes a Bragg grating 4 once etched.

第2のステップにおいて、2つの層2および3の組み合わせが、導波路およびそれを覆うブラッグ格子の幅を画定するように刻み込まれるかまたはエッチングされる。このステップはまた図2に示すが、図2は、この作製段階における素子の一部を斜視図で示す。この図において、格子4は、「トップハット」の輪郭を有する。   In the second step, the combination of the two layers 2 and 3 is engraved or etched to define the width of the waveguide and the Bragg grating covering it. This step is also illustrated in FIG. 2, which is a perspective view of a portion of the device at this stage of fabrication. In this figure, the grid 4 has a “top hat” profile.

第3すなわち最終ステップにおいて、導波路を埋め込むために、適切な材料5のエピタキシャル再成長が実行される。したがって、光ガイドおよび電気注入が提供可能である。   In a third or final step, an epitaxial regrowth of a suitable material 5 is performed to embed the waveguide. Thus, a light guide and electrical injection can be provided.

この方法には、大きな欠点がある。なぜなら、図1から分かるであろうように、格子を有するゾーンは、フォトリソグラフィによる導波路の再調整を可能にするほど十分に広くなければならないからである。この許容誤差は、約1ミクロン程度であると推定される。したがって、この技術は、導波路の横軸に沿った、回折格子の変化を少しも可能にしない。構造のエピタクシ中に画定される層の厚さにおける変化、または格子を刻み込むかまたはエッチングするときに画定される、格子の開口比における変化のいずれかをいじることによって、長手方向に格子のピッチを調整することが可能なだけである。   This method has major drawbacks. This is because, as can be seen in FIG. 1, the zone with the grating must be wide enough to allow re-alignment of the waveguide by photolithography. This tolerance is estimated to be about 1 micron. This technique therefore does not allow any change in the diffraction grating along the horizontal axis of the waveguide. By tampering with either the change in layer thickness defined during the epitaxy of the structure, or the change in the aperture ratio of the grating, defined when the grating is engraved or etched, the pitch of the grating in the longitudinal direction is adjusted. It can only be adjusted.

さて、光学モードと格子との間の相互作用が、スペクトル選択性など、素子の本質的な光学特性を決定する。より正確に言えば、スペクトル特性は、導波路に対するこの格子の位置および形状に依存する。さらに、先行技術のこの方法を用いると、得られた素子の特性および光学的特徴は、必ず制限される。   Now, the interaction between the optical mode and the grating determines the essential optical properties of the device, such as spectral selectivity. More precisely, the spectral characteristics depend on the position and shape of this grating relative to the waveguide. Furthermore, with this method of the prior art, the properties and optical characteristics of the resulting device are necessarily limited.

上記の欠点を改善するための1つの可能な解決法は、図3に示すような「リッジ」構造を作製することにある。この場合に、格子4は、導波路の上ではなく、導波路の平均平面と直角に横にエッチングされる。このようにして、格子の横形状におけるある程度の制御を達成することが可能になる。しかしながら、これらの特定の構造は、ダイオードレーザを作製するために用いられてきたが、また多くの欠点を有する。その理由は、図3から分かるであろうように、層を深くエッチングすることが必要であり、エッチングする厚さが、従来のBRS構造のそれの約10倍だからである。もちろん、導波路を伝搬する光学モードとの結合は、横だけであり、結果として結合係数の低変調となる。さらに、レーザセクションにおいてストライプの幅全体にわたって格子をエッチングすることは、技術的に不可能である。最後に、高直列抵抗および低放射電力を伴い、電気注入は不利になる。   One possible solution to remedy the above disadvantages is to create a “ridge” structure as shown in FIG. In this case, the grating 4 is etched laterally at right angles to the average plane of the waveguide, not on the waveguide. In this way it is possible to achieve a certain degree of control over the lateral shape of the grating. However, these particular structures have been used to make diode lasers, but also have a number of drawbacks. This is because, as can be seen from FIG. 3, it is necessary to etch the layer deeply and the etching thickness is about 10 times that of the conventional BRS structure. Of course, the coupling with the optical mode propagating through the waveguide is only lateral, resulting in a low modulation of the coupling coefficient. Furthermore, it is technically impossible to etch the grating across the width of the stripe in the laser section. Finally, electrical injection is disadvantageous with high series resistance and low radiated power.

本発明の目的は、性能を改善すること、またはBRS構造に優先的に統合されるだけでなく、他の任意のタイプのストライプ構造にも適した新規のタイプの格子によって、新規の機能性を得ることである。一般に、これらの新規の格子は、導波路の方向と直角な少なくとも1つの軸に沿って変化できるピッチを有する。これらの新規の構造を作製するための作製方法を提案する。   The object of the present invention is to provide new functionality through a new type of grating that not only improves performance or is preferentially integrated into the BRS structure, but is also suitable for any other type of stripe structure. Is to get. In general, these novel gratings have a pitch that can vary along at least one axis perpendicular to the direction of the waveguide. A fabrication method for fabricating these new structures is proposed.

より正確には、本発明の主題は、細長いストライプ形状の少なくとも1つの埋め込み導波路と、機構を含む同様に細長いストライプ形状の、格子層と呼ばれる層とを含む光電子デバイスであって、各機構がほぼ矩形形状を有し、機構の長さが格子層のストライプの長さ方向にほぼ直角であり、前記層が導波路を伝搬する光波との光結合を提供するように配置された光電子デバイスであって、特定の機構の長さが導波路の幅より実質的に小さいことを特徴とする光電子デバイスである。   More precisely, the subject of the present invention is an optoelectronic device comprising at least one buried waveguide in the form of an elongated stripe and a layer, also referred to as a grating layer, also comprising a feature, each feature being An optoelectronic device having a generally rectangular shape, wherein the length of the mechanism is approximately perpendicular to the length of the stripe of the grating layer, and wherein the layer is arranged to provide optical coupling with a light wave propagating in the waveguide The length of the specific mechanism is substantially smaller than the width of the waveguide.

有利なことに、機構は、格子層内かまたは格子層の周囲に作製された凹部であり、したがって、層は欠刻を有する。   Advantageously, the mechanism is a recess made in or around the lattice layer, so that the layer has an indentation.

有利なことに、機構は可変サイズであり、格子層の中心軸に対して対称的または非対称的に配置される。   Advantageously, the mechanism is of variable size and is arranged symmetrically or asymmetrically with respect to the central axis of the grating layer.

有利なことに、格子層が機構の少なくとも1つの列を含んで、前記列の軸が格子層の中心軸と平行であるか、または格子層が機構の少なくとも2つまたは3つの列を含んで、前記列の軸が格子層の中心軸と平行であってもよい。   Advantageously, the lattice layer comprises at least one row of features, the axis of the row being parallel to the central axis of the lattice layer, or the lattice layer comprises at least two or three rows of features. The axis of the row may be parallel to the central axis of the lattice layer.

有利なことに、全ての列の機構は同一の形状である。   Advantageously, all rows of features are identical in shape.

有利なことに、2つの連続する機構を分離するピッチは、各列において一定であるか、または第1の列の2つの連続する機構を分離するピッチは、第2の列の2つの連続する機構を分離するピッチとは異なる。   Advantageously, the pitch separating two consecutive features is constant in each row, or the pitch separating two successive features in the first row is two consecutive in the second row. It is different from the pitch separating mechanism.

本発明はまた、前述の主張のうちの1つに従う、基板を含むデバイスを作製するための方法に関するが、この方法には、少なくとも次の3つのステップが含まれる。すなわち、
・基板への導波路層の堆積、格子層の堆積、および次の、格子のエッチングと、
・格子領域の保護、および基板にまで至る、導波路のエッチングの継続と、
・導波路および格子を埋め込むためのエピタキシャル再成長と、
である。
The present invention also relates to a method for making a device comprising a substrate according to one of the aforementioned claims, which method comprises at least the following three steps. That is,
The deposition of the waveguide layer on the substrate, the deposition of the grating layer, and the subsequent etching of the grating;
Continuation of the waveguide etching down to the protection of the grating region and to the substrate,
Epitaxial regrowth to embed waveguides and gratings;
It is.

非限定的な例として提示される以下の説明を読むことにより、および添付の図面のおかげで、本発明はより明白に理解され、また他の利点が明らかになるであろう。   The present invention will be understood more clearly and other advantages will become apparent upon reading the following description, presented as a non-limiting example, and thanks to the accompanying drawings.

図4は、明瞭にするために、上層を除去して回折格子4を明らかにした本発明によるBRS構造の斜視図を示す。   FIG. 4 shows a perspective view of a BRS structure according to the present invention with the upper layer removed to reveal the diffraction grating 4 for clarity.

格子層は、機構41を含む細長いストライプ形状をしており、各機構41は、ほぼ矩形形状を有する。機構の長さは、格子層のストライプの長さ方向にほぼ直角である。特定の機構の長さLMは、導波路層のストライプの幅LRより実質的に小さい。   The lattice layer has an elongated stripe shape including the mechanisms 41, and each mechanism 41 has a substantially rectangular shape. The length of the mechanism is approximately perpendicular to the length direction of the stripe of the lattice layer. The length LM of a particular feature is substantially smaller than the width LR of the waveguide layer stripe.

この基本的な配置から始まって、多くの可能な構成が存在する。非限定的な例として、多くの構成を図5〜13に示す。単純にするため、および構造における変化を明らかにするために、これらの図は、上面図において格子4だけを示す。明瞭にするために、機構41は、常に矩形形状として示される。もちろん、これらの機構を作製するために用いられる方法は、長円形状(oblong)または丸みのある形状などの実質的に異なる形状を結果としてもたらすことができる。   Starting from this basic arrangement, there are many possible configurations. As a non-limiting example, many configurations are shown in FIGS. For simplicity and to clarify the changes in structure, these figures show only the grating 4 in the top view. For clarity, the mechanism 41 is always shown as a rectangular shape. Of course, the methods used to make these mechanisms can result in substantially different shapes, such as oblong or rounded shapes.

図5は、機構41が格子層の周囲に作製された凹部であり、したがって、この層が欠刻を有する格子4を示す。図5に示すように、これらの欠刻は、長さが異なってもよい。図5の場合には、欠刻の長さは、直線的に変化しているが、しかし、他の変化も可能である。したがって、導波路に沿った、格子と導波路との間の結合のために、結合係数の細かい調整が可能である。   FIG. 5 shows a grating 4 in which the mechanism 41 is a recess made around the grating layer and thus this layer has an indentation. As shown in FIG. 5, these indentations may vary in length. In the case of FIG. 5, the length of the notch varies linearly, but other variations are possible. Thus, a fine adjustment of the coupling coefficient is possible for coupling between the grating and the waveguide along the waveguide.

図6において、機構41は、格子層の内部に作製された凹部である。ここで繰り返すと、機構の長さをいじることによって、導波路に沿った、格子と導波路との間の結合のために、結合係数を調整することが可能になる。   In FIG. 6, the mechanism 41 is a recess formed inside the lattice layer. Here again, it becomes possible to adjust the coupling coefficient for coupling between the grating and the waveguide along the waveguide by tampering with the length of the mechanism.

図5および6における格子は、結合係数の細かい調整を可能するが、DFBレーザに特に適している。その理由は、レーザ内における光強度の長手方向の分配が、積K×Lに強く依存しているからであり、ここで、Kは結合係数であり、Lはレーザの長さである。高いK×Lは、キャビティの中央における光子の大きな集中につながる。対照的に、低いK×Lは、光子がキャビティの端部に集中することに帰着する。さて、単一モード放射は、均一な光子密度分布がキャビティに確立される場合にのみ、保持することができる。可変結合係数を備えた格子を作製することによって、このタイプの構造を製造することが可能である。   The gratings in FIGS. 5 and 6 allow fine tuning of the coupling coefficient, but are particularly suitable for DFB lasers. This is because the longitudinal distribution of light intensity in the laser is strongly dependent on the product K × L, where K is the coupling coefficient and L is the length of the laser. A high K × L leads to a large concentration of photons in the center of the cavity. In contrast, a low K × L results in photons concentrating at the end of the cavity. Now, single mode radiation can only be maintained if a uniform photon density distribution is established in the cavity. It is possible to produce this type of structure by making a grating with a variable coupling coefficient.

図7は、矩形の機構41が、ストライプの長手方向および横方向の両方に沿って形状が異なる凹部であり、かつ様々な機構を分離するピッチがまた可変である格子を示す。このようにして、結合係数の非常に複雑な調整が達成可能になる。   FIG. 7 shows a lattice in which the rectangular features 41 are recesses that differ in shape along both the longitudinal and lateral directions of the stripe, and the pitch separating the various features is also variable. In this way, a very complex adjustment of the coupling coefficient can be achieved.

図8は、凹部41が可変ピッチPを有し、かつ図の右側における機構のピッチP1が、図8の左側におけるピッチP2より小さい格子4を示す。この配置によって、2つの異なる波長で反射するDBR格子素子を作製することが可能になる。   FIG. 8 shows a grating 4 in which the recesses 41 have a variable pitch P and the pitch P1 of the mechanism on the right side of the figure is smaller than the pitch P2 on the left side of FIG. This arrangement makes it possible to produce DBR grating elements that reflect at two different wavelengths.

図9は、機構41が素子の端部に集中した格子を示す。このようにして、素子の端部に位置する短いセクションにわたって非常に高い反射係数を得ることが可能である。このタイプの格子は、特に、SOA増幅器で用いてもよい。したがって、SOAを通過する波は、格子に結合された導波路において何度も往復し、その増幅を著しく増加させる。   FIG. 9 shows a lattice in which the mechanism 41 is concentrated at the end of the element. In this way it is possible to obtain a very high reflection coefficient over a short section located at the end of the element. This type of grating may be used in particular in an SOA amplifier. Thus, the wave passing through the SOA will reciprocate many times in the waveguide coupled to the grating, greatly increasing its amplification.

図10は、全て同一で、かつ格子の中心軸に集中する機構41の列を有する格子4を示す。機構の長さは、格子の幅より小さい。このタイプの格子の利点は、この格子により、導波路を伝搬するモードの次数に依存して異なる結合を生成する可能性が提供されることである。導波路の中央における欠刻は、基本モードにおける結合を優先し、単一モード動作に対しては、結果として幅の制限がより強くなる。その理由は、導波路の幅LRの関数として、ボールド体でプロットした基本モードMの光度Iにおける変化を示す図10に示すように、基本モードのエネルギが、導波路の中央で最大であるからである。反対に、図10にまた示すように、一次モードMのエネルギは、格子の中央で最小であり、エッジで最大である。したがって、このモードは、格子によって優先されない。素子がDFBレーザである場合には、単一モード導波路のカットオフ幅は、かなり広げられる。したがって、レーザの最大放射電力は、増加される。もちろん、基本モード以外のモードを優先することは可能であろう。必要なのは、モードのエネルギ極大点に機構を配置することである。したがって、導波路のエッジに沿った欠刻は、二次モードにおける結合を優先する。 FIG. 10 shows a grid 4 having a row of features 41 that are all identical and centered on the central axis of the grid. The length of the mechanism is smaller than the width of the grid. The advantage of this type of grating is that it provides the possibility to generate different couplings depending on the order of the modes propagating in the waveguide. The notch in the center of the waveguide favors coupling in the fundamental mode, resulting in a more restrictive width for single mode operation. The reason is that the fundamental mode energy is greatest at the center of the waveguide, as shown in FIG. 10 which shows the change in luminous intensity I of the fundamental mode M 0 plotted in bold as a function of the waveguide width LR. Because. Conversely, as also shown in FIG. 10, the energy of the primary mode M 1 is minimum at the center of the grating and maximum at the edges. This mode is therefore not preferred by the grid. If the device is a DFB laser, the cut-off width of the single mode waveguide is considerably increased. Thus, the maximum radiated power of the laser is increased. Of course, it may be possible to prioritize a mode other than the basic mode. All that is required is to place the mechanism at the energy maxima of the mode. Thus, the notch along the waveguide edge favors coupling in the second order mode.

図11は、同じ格子層に作製された2つの格子4および8のセットを示す。第1の格子4は、全て同一で、かつ格子層の中心軸に集中する機構41の列からなる。この第1の格子の機構は、第1のピッチを有する。第2の格子8は、全て同一で、かつ格子層の周囲に対称的に位置する機構81の2つの列からなる。この第2の格子の機構は、第1のピッチとは異なる第2のピッチを有する。したがって、2つのモードの導波路を作製してもよい。第1の格子は、第1の波の基本モードにおける結合を促進し、他方で第2の格子は、第2の波の一次モードにおける結合を促進する。   FIG. 11 shows a set of two gratings 4 and 8 made in the same grating layer. The first lattice 4 is composed of a row of mechanisms 41 that are all the same and concentrate on the central axis of the lattice layer. This first grating mechanism has a first pitch. The second grating 8 consists of two rows of mechanisms 81 that are all identical and are symmetrically positioned around the grating layer. The mechanism of the second grating has a second pitch that is different from the first pitch. Therefore, a two-mode waveguide may be fabricated. The first grating promotes coupling in the fundamental mode of the first wave, while the second grating facilitates coupling in the first mode of the second wave.

図12は、同じ格子層に作製され、かつ中央溝6によって分離された2つの格子4および8のセットを示す。このように作製された格子が異なるピッチを有する場合には、各格子において2つの異なる光学モードを並行して案内することが可能であり、各モードは、格子のうちの1つによって案内される。   FIG. 12 shows a set of two gratings 4 and 8 made in the same grating layer and separated by a central groove 6. If the gratings thus produced have different pitches, it is possible to guide two different optical modes in parallel in each grating, each mode being guided by one of the gratings. .

図13は、同じ格子層に作製された2つの格子4および8のセットを示す。各格子は、全て同一の機構の列からなるが、しかし2つの格子のピッチは異なる。このタイプの格子を用いれば、2つの異なる波長で放射するレーザを作製することが可能である。機構の単一の列を用いて同じ機能を生成することが可能であろう。この場合に、列は、2つのセクション、すなわち、第1のピッチを備えた第1のセクションおよび第1のピッチと異なる第2のピッチを備えた第2セクションを有するであろう。   FIG. 13 shows a set of two gratings 4 and 8 made in the same grating layer. Each grid consists of the same series of features, but the pitch of the two grids is different. With this type of grating, it is possible to produce lasers that emit at two different wavelengths. It would be possible to generate the same function using a single row of mechanisms. In this case, the column will have two sections: a first section with a first pitch and a second section with a second pitch that is different from the first pitch.

もちろん、上記の実施形態に似た、格子の多くの可能な代替実施形態がある。当業者は、少しの格別な困難もなしに、最終的な素子の所望の特性に従ってこれらの構成をどのように適合させるかが分かるであろう。   Of course, there are many possible alternative embodiments of the lattice, similar to the above embodiment. Those skilled in the art will know how to adapt these configurations according to the desired characteristics of the final device without any particular difficulty.

本発明による装置をBRS構造で作製する方法を、図14で説明する。この方法には、3つの本質的なステップが含まれる。   A method of fabricating a device according to the present invention with a BRS structure is illustrated in FIG. This method includes three essential steps.

第1のステップにおいて、導波路層2が基板1に堆積され、格子層3が後に続き、次に、導波路/格子アセンブリが、格子の凹部を生成するためにエッチングされる。電子ビームエッチングとも呼ばれる電子線リソグラフィ技術を用いてもよい。これらの技術によって、数ナノメートルの精度を備えた非常に微細なエッチングを達成すること、および機構の幾何学的設計において大きな自由を許すことが可能になる。   In the first step, a waveguide layer 2 is deposited on the substrate 1, followed by a grating layer 3, and then the waveguide / grating assembly is etched to create a grating recess. You may use the electron beam lithography technique also called electron beam etching. These techniques make it possible to achieve very fine etching with a precision of a few nanometers and allow great freedom in the geometric design of the mechanism.

第2のステップにおいて、格子ゾーンだけを保護するために、フォトレジストが用いられる。次に、導波路のエッチングが、基板に至るまで継続される。   In the second step, a photoresist is used to protect only the lattice zones. The waveguide etching is then continued until it reaches the substrate.

第3のステップにおいて、適切な材料5の従来のエピタキシャル再成長が、導波路を埋め込むために実行される。したがって、光ガイドおよび電気注入が提供可能である。   In the third step, conventional epitaxial regrowth of a suitable material 5 is performed to embed the waveguide. Thus, a light guide and electrical injection can be provided.

先行技術によるBRS構造の作製における3つの大まかなステップを示す。3 shows three general steps in the fabrication of a BRS structure according to the prior art. 図1に示す第2のステップの終わりにおける、先行技術によるBRS構造の斜視図を示す。2 shows a perspective view of a prior art BRS structure at the end of the second step shown in FIG. 先行技術の代替実施形態によるリッジ構造の斜視図を示す。FIG. 6 shows a perspective view of a ridge structure according to an alternative embodiment of the prior art. 本発明によるBRS構造の、その作製方法中の斜視図を示す。The perspective view in the manufacturing method of the BRS structure by this invention is shown. 様々な可能な構成における、本発明による格子の上面図を示す。Fig. 2 shows a top view of a grating according to the invention in various possible configurations. 本発明によるBRS構造の作製における3つの大まかなステップを示す。3 shows three general steps in the fabrication of a BRS structure according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 第1の層(導波路層)
3 第2の層(格子層)
4 回折格子(第1の格子)
5 材料
8 回折格子(第2の格子)
41 機構
81 機構
LM 機構の長さ
LR 導波層のストライプ幅
1 substrate 2 first layer (waveguide layer)
3 Second layer (lattice layer)
4 Diffraction grating (first grating)
5 Material 8 Diffraction grating (second grating)
41 Mechanism 81 Mechanism LM Mechanism Length LR Waveguide Layer Stripe Width

Claims (11)

細長いストライプ形状の少なくとも1つの埋め込み導波路と、機構を含む同様に細長いストライプ形状の、格子層と呼ばれる層とを含む光電子デバイスであって、各機構がほぼ矩形形状を有し、前記機構の長さが前記格子層のストライプの長さ方向にほぼ直角であり、前記層が、前記導波路を伝搬する光波との光結合を提供するように配置された光電子デバイスであって、特定の機構の長さが前記導波路の幅より実質的に小さく、前記格子層が機構の少なくとも2つの列を含み、前記列の軸が前記格子層の中心軸と平行であることを特徴とする光電子デバイス。   An optoelectronic device comprising at least one embedded waveguide in the form of an elongated stripe and a similarly elongated stripe-shaped layer comprising a feature, called a grating layer, each feature having a substantially rectangular shape, the length of the feature Is an optoelectronic device arranged to provide optical coupling with a light wave propagating through the waveguide, wherein the layer is substantially perpendicular to a length direction of the stripe of the lattice layer, An optoelectronic device characterized in that its length is substantially smaller than the width of the waveguide, the grating layer comprises at least two rows of features, and the axis of the rows is parallel to the central axis of the grating layer. 前記機構が、前記格子層内に作製された凹部であることを特徴とする、請求項1に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the mechanism is a recess formed in the lattice layer. 前記機構が、前記格子層の周囲に作製された凹部であり、したがって、前記層が欠刻を有することを特徴とする、請求項1に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the mechanism is a recess made around the lattice layer, and thus the layer has an indentation. 前記機構が可変サイズであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the mechanism is a variable size. 前記機構が、前記格子層の前記中心軸に対して対称的に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the mechanism is arranged symmetrically with respect to the central axis of the lattice layer. 前記機構が、前記格子層の前記中心軸に対して非対称的に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the mechanism is disposed asymmetrically with respect to the central axis of the lattice layer. 前記格子層が機構の少なくとも3つの列を含み、前記列の軸が前記格子層の前記中心軸と平行であることを特徴とする、請求項1に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to claim 1, wherein the lattice layer comprises at least three rows of features, the axis of the rows being parallel to the central axis of the lattice layer. 全ての前記列の機構が同一の形状であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光電子デバイス。   The optoelectronic device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that all the rows of mechanisms have the same shape. 2つの連続する機構を分離するピッチが、各列において一定であることを特徴とする、請求項8に記載の光電子デバイス。   9. An optoelectronic device according to claim 8, characterized in that the pitch separating two successive features is constant in each row. 第1の列の2つの連続する機構を分離する前記ピッチが、第2の列の2つの連続する機構を分離する前記ピッチとは異なることを特徴とする、請求項8に記載の光電子デバイス。   9. The optoelectronic device of claim 8, wherein the pitch separating two consecutive features in the first row is different from the pitch separating two successive features in the second row. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の、基板を含むデバイスをBRS技術で作製するための方法あって、少なくとも次の3ステップ、すなわち、
・前記基板への前記導波路層の堆積、前記格子層の堆積、および次の、前記格子のエッチングと、
・前記格子領域だけの保護、および前記基板まで至る、前記導波路の前記エッチングの継続と、
・前記導波路および前記格子を埋め込むためのエピタキシャル再成長と、
を含むことを特徴とする方法。
A method for producing a device comprising a substrate according to any one of claims 1 to 10 with BRS technology, comprising at least the following three steps:
-Deposition of the waveguide layer on the substrate, deposition of the grating layer, and subsequent etching of the grating;
Protection of only the grating region, and continuation of the etching of the waveguide down to the substrate;
-Epitaxial regrowth to embed the waveguide and the grating;
A method comprising the steps of:
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013138156A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujitsu Ltd Semiconductor laser and manufacturing method of the same
WO2015170590A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 日本碍子株式会社 Production method for mounting structure for grating elements
JP2017500735A (en) * 2013-12-27 2017-01-05 インテル・コーポレーション Asymmetric optical waveguide grating resonator and DBR laser
JP2023516256A (en) * 2020-02-28 2023-04-19 シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド Laser cavity construction for wavelength reduction
US12339399B2 (en) 2018-06-25 2025-06-24 Silc Technologies, Inc. Optical switching for tuning direction of LIDAR output signals
US12405378B2 (en) 2019-06-28 2025-09-02 Silc Technologies, Inc. Use of frequency offsets in generation of LIDAR data
US12411213B2 (en) 2021-10-11 2025-09-09 Silc Technologies, Inc. Separation of light signals in a LIDAR system
US12422618B2 (en) 2022-10-13 2025-09-23 Silc Technologies, Inc. Buried taper with reflecting surface
US12429569B2 (en) 2019-05-17 2025-09-30 Silc Technologies, Inc. Identification of materials illuminated by LIDAR systems
US12535586B2 (en) 2018-08-31 2026-01-27 SiLC Technology, Inc. Reduction of ADC sampling rates in LIDAR systems
US12541009B2 (en) 2021-06-17 2026-02-03 Silc Technologies, Inc. Scanning multiple LIDAR system output signals

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12442981B2 (en) * 2023-02-13 2025-10-14 Cisco Technology, Inc. Double-layered antisymmetric two mode Bragg gratings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0340481A (en) * 1989-07-07 1991-02-21 Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk Semiconductor laser
JPH11163464A (en) * 1997-11-28 1999-06-18 Nec Corp Distribution feedback type semiconductor laser
JP2002158398A (en) * 2000-11-20 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp Distributed feedback laser and method of manufacturing the same
JP2003152273A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337183A (en) * 1991-02-01 1994-08-09 Yeda Research And Development Co. Ltd. Distributed resonant cavity light beam modulator
US5668900A (en) * 1995-11-01 1997-09-16 Northern Telecom Limited Taper shapes for sidelobe suppression and bandwidth minimization in distributed feedback optical reflection filters
AU2003298532A1 (en) * 2002-08-22 2004-05-13 Xponent Photonics Inc. Grating-stabilized semiconductor laser
JP2006184345A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Keio Gijuku Optical switch, optical serial-parallel converter, parallel bit delay variable / wavelength conversion circuit, and optical time switch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0340481A (en) * 1989-07-07 1991-02-21 Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk Semiconductor laser
JPH11163464A (en) * 1997-11-28 1999-06-18 Nec Corp Distribution feedback type semiconductor laser
JP2002158398A (en) * 2000-11-20 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp Distributed feedback laser and method of manufacturing the same
JP2003152273A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013138156A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujitsu Ltd Semiconductor laser and manufacturing method of the same
JP2017500735A (en) * 2013-12-27 2017-01-05 インテル・コーポレーション Asymmetric optical waveguide grating resonator and DBR laser
US10109981B2 (en) 2013-12-27 2018-10-23 Intel Corporation Asymmetric optical waveguide grating resonators and DBR lasers
WO2015170590A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 日本碍子株式会社 Production method for mounting structure for grating elements
CN106233176A (en) * 2014-05-07 2016-12-14 日本碍子株式会社 The manufacture method of the mounting structure of optical grating element
JPWO2015170590A1 (en) * 2014-05-07 2017-04-20 日本碍子株式会社 Manufacturing method of grating element mounting structure
US9874694B2 (en) 2014-05-07 2018-01-23 Ngk Insulators, Ltd. Production method for mounting structure for grating elements
CN106233176B (en) * 2014-05-07 2019-08-16 日本碍子株式会社 Manufacturing method of mounting structure of grating element
US12339399B2 (en) 2018-06-25 2025-06-24 Silc Technologies, Inc. Optical switching for tuning direction of LIDAR output signals
US12535586B2 (en) 2018-08-31 2026-01-27 SiLC Technology, Inc. Reduction of ADC sampling rates in LIDAR systems
US12429569B2 (en) 2019-05-17 2025-09-30 Silc Technologies, Inc. Identification of materials illuminated by LIDAR systems
US12405378B2 (en) 2019-06-28 2025-09-02 Silc Technologies, Inc. Use of frequency offsets in generation of LIDAR data
JP2023516256A (en) * 2020-02-28 2023-04-19 シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド Laser cavity construction for wavelength reduction
JP7717074B2 (en) 2020-02-28 2025-08-01 シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド Laser cavity construction for wavelength reduction.
US12541009B2 (en) 2021-06-17 2026-02-03 Silc Technologies, Inc. Scanning multiple LIDAR system output signals
US12411213B2 (en) 2021-10-11 2025-09-09 Silc Technologies, Inc. Separation of light signals in a LIDAR system
US12422618B2 (en) 2022-10-13 2025-09-23 Silc Technologies, Inc. Buried taper with reflecting surface

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